具有双点失效保护功能的高边开关控制电路制造技术

一种具有双点失效保护功能的高边开关控制电路，包括若干路第一开关电路、第二开关电路、开关管保护驱动电路和保护电路。每路第一开关电路包括背靠背连在一起的第一开关管Q1和第二开关管Q2、及背靠背连在一起的第三开关管Q3和第四开关管Q4；第二开关电路包括背靠背连在一起的第五开关管Q5和第六开关管Q6、以及背靠背连在一起的第七开关管Q7和第八开关管Q8。保护电路的第一输入端连接Q7与Q8的共接点，若干路第二输入端分别连接若干路第一开关电路的第三开关管Q3与第四开关管Q4的共接点，输出端与开关管保护驱动电路的输入端连接。本发明专利技术在检测到双点失效时使高边开关控制电路进入安全状态，从而减弱和控制双点失效的影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
具有双点失效保护功能的高边开关控制电路


[0001]本专利技术涉及电子电路技术，尤其涉及可连接备用电源的高边开关控制电路。

技术介绍

[0002]图1示出了可连接备用电源的车载高边开关控制电路100的示意图。如图1所示，车载高边开关控制电路100包括用于接入KL30_0的第一开关电路以及用于接入KL30_1的第二开关电路。KL30_0为非功能安全相关的供电电压（即第一常规供电电压），用于为非功能安全相关的控制器供电，KL30_1为功能安全相关的供电电压（即第二常规供电电压），用于为功能安全相关的控制器供电。KL30_0和KL30_1是由汽车蓄电池的正极电压分别经过不同的保险丝和继电器后所形成的电压。第一开关电路包括背靠背连接在一起的第一开关管Q1和第二开关管Q2、以及背靠背连接在一起的第三开关管Q3和第四开关管Q4。第二开关电路包括背靠背连接在一起的第五开关管Q5和第六开关管Q6、以及背靠背连接在一起的第七开关管Q7和第八开关管Q8。车载高边开关控制电路100平时不接入备用电源Emergency_feed，当KL30_0或KL30_1发生故障时，第一开关电路和第二开关电路均整体切换到由备用电源Emergency_feed供电，此时，切换控制模块（图中未示出）控制第一开关电路的第一开关管Q1和第二开关管Q2关断，同时控制第三开关管Q3和第四开关管Q4导通，并且，控制第二开关电路的第五开关管Q5和第六开关管Q6关断，同时控制第七开关管Q7和第八开关管Q8导通。
[0003]由于涉及到安全性，可连接备用电源的车载高边开关控制电路的功能安全完整性等级通常要求为ASIL D或ASIL C。从设计上，要求非功能安全相关的供电KL30_0发生故障，如过压或欠压，不能对功能安全相关的供电KL30_1造成影响，如造成其过压或欠压。
[0004]当第四开关管Q4发生故障短路失效，并且第七开关管Q7也发生故障短路失效时，就构成了一个双点失效（Dual
‑
point Failure），在此称之为第一双点失效，如图2所示。在发生第一双点失效的情况下，如果KL30_0过压，其就会通过第一双点失效形成一条电路路径（如图2中的箭头所示），向KL30_1注入电流，导致其电压升高，即过压。
[0005]而当第三开关管Q3发生故障短路失效，并且第八开关管Q8也发生故障短路失效时，就构成了另一个双点失效（Dual
‑
point Failure），在此称之为第二双点失效，如图3所示。在发生第二双点失效的情况下，如果KL30_0欠压，其就会通过第二双点失效形成一条电路路径（如图3中的箭头所示），KL30_0从KL30_1拉电流，导致KL30_1欠压。
[0006]图2和图3是以车载高边开关控制电路设置了一路第一开关电路为例说明双点失效的原理，当车载高边开关控制电路设置多路第一开关电路时，双点失效的原理与此类似。
[0007]功能安全ASIL C等级和 ASIL D等级都不允许双点失效的存在，如果发生上述的第一双点失效或第二双点失效，就会导致违反安全目标（KL30_1过压或欠压），带来重大安全隐患。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高边开关控制电路，其能及时检测到发
生的双点失效，在检测到双点失效时在故障容忍时间内使高边开关控制电路进入安全状态，从而减弱和控制双点失效的影响。
[0009]本专利技术实施例提供了一种具有双点失效保护功能的高边开关控制电路，包括：备用电源电压输入端，用于接入备用电源的输出电压；若干路第一开关电路，每一路第一开关电路包括背靠背连接在一起的第一开关管Q1和第二开关管Q2、以及背靠背连接在一起的第三开关管Q3和第四开关管Q4；第一开关管Q1的第一端用于接入第一常规供电电压，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第二端连接；第三开关管Q3的第一端连接备用电源电压输入端，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端连接，第四开关管Q4的第一端与第二开关管Q2的第一端均连接至第一公共节点P1，第一公共节点P1作为第一开关电路的输出端；第二开关电路，包括背靠背连接在一起的第五开关管Q5和第六开关管Q6、以及背靠背连接在一起的第七开关管Q7和第八开关管Q8；第五开关管Q5的第一端用于接入第二常规供电电压，第五开关管Q5的第二端与第六开关管Q6的第二端连接；第七开关管Q7的第一端连接备用电源电压输入端，第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端连接，第八开关管Q8的第一端与第六开关管Q6的第一端均连接至第二公共节点P2，第二公共节点P2作为第二开关电路的输出端；开关管保护驱动电路，开关管保护驱动电路的输出端分别与第五开关管Q5的控制端和第六开关管Q6的控制端连接；保护电路，保护电路的第一输入端连接于第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点，保护电路的若干路第二输入端一一对应地分别连接若干路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点，保护电路的第三输入端连接备用电源电压输入端，保护电路的输出端与开关管保护驱动电路的输入端连接，保护电路用于在检测到第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点的电压大于预设的第一电压阈值、且任意一路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点电压大于预设的第二电压阈值时，通过开关管保护驱动电路将第五开关管Q5和第六开关管Q6锁存于关断状态。
[0010]本专利技术至少具有以下技术效果：1、本专利技术实施例的保护电路对双点失效进行实时检测，一旦发生双点失效，在故障容忍时间内使高边开关控制电路进入安全状态，关断第五开关管Q5和第六开关管Q6，可实现对功能安全相关的控制器的供电电源的可靠保护；2、本专利技术实施例的高边开关电路由分立器件构成，成本低廉。
附图说明
[0011]图1示出了可连接备用电源的高边开关控制电路的示意图。
[0012]图2示出了可连接备用电源的高边开关控制电路发生第一种情形的双点失效的示意图。
[0013]图3示出了可连接备用电源的高边开关控制电路发生第二种情形的双点失效的示意图。
[0014]图4示出了根据本专利技术实施例的具有双点失效保护功能的高边开关控制电路的电路原理图。
[0015]图5示出了根据本专利技术第一种实施方式的保护电路的电路原理图。
[0016]图6示出了根据本专利技术第二种实施方式的保护电路的电路原理图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0018]图4示出了根据本专利技术实施例的具有双点失效保护功能的高边开关控制电路的电路原理图，请参阅图4。根据本专利技术实施例的一种具有双点失效保护功能的高边开关控制电路200包括备用电源电压输入端200A、两路第一开关电路1、第二开关电路2、开关管保护驱动电路3和保护电路4。
[0019]备用电源电压输入端200A用于接入备用电源的输出电压Emergecy_feed。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双点失效保护功能的高边开关控制电路，其特征在于，包括：备用电源电压输入端，用于接入备用电源的输出电压；若干路第一开关电路，每一路第一开关电路包括背靠背连接在一起的第一开关管Q1和第二开关管Q2、以及背靠背连接在一起的第三开关管Q3和第四开关管Q4；第一开关管Q1的第一端用于接入第一常规供电电压，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第二端连接；第三开关管Q3的第一端连接所述备用电源电压输入端，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端连接，第四开关管Q4的第一端与第二开关管Q2的第一端均连接至第一公共节点P1，第一公共节点P1作为第一开关电路的输出端；第二开关电路，包括背靠背连接在一起的第五开关管Q5和第六开关管Q6、以及背靠背连接在一起的第七开关管Q7和第八开关管Q8；第五开关管Q5的第一端用于接入第二常规供电电压，第五开关管Q5的第二端与第六开关管Q6的第二端连接；第七开关管Q7的第一端连接所述备用电源电压输入端，第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端连接，第八开关管Q8的第一端与第六开关管Q6的第一端均连接至第二公共节点P2，第二公共节点P2作为第二开关电路的输出端；开关管保护驱动电路，所述开关管保护驱动电路的输出端分别与第五开关管Q5的控制端和第六开关管Q6的控制端连接；保护电路，所述保护电路的第一输入端连接于第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点，保护电路的若干路第二输入端一一对应地分别连接若干路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点，保护电路的第三输入端连接所述备用电源电压输入端，保护电路的输出端与所述开关管保护驱动电路的输入端连接，所述保护电路用于在检测到第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点的电压大于预设的第一电压阈值、且任意一路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点电压大于预设的第二电压阈值时，通过开关管保护驱动电路将第五开关管Q5和第六开关管Q6锁存于关断状态。2.根据权利要求1所述的具有双点失效保护功能的高边开关控制电路，其特征在于，所述保护电路包括关断锁存电路、第一禁能电路和第二禁能电路；所述关断锁存电路的第一输入端连接于第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点，所述关断锁存电路的输出端与所述开关管保护驱动电路的输入端连接，所述关断锁存电路用于在检测到第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点的电压大于预设的第一电压阈值时，通过开关管保护驱动电路将第五开关管Q5和第六开关管Q6锁存于关断状态；所述第一禁能电路的第一输入端连接所述备用电源电压输入端，所述第一禁能电路的输出端连接所述关断锁存电路的第二输入端，第一禁能电路用于在检测到接入了备用电源的输出电压时，禁能所述关断锁存电路；所述第二禁能电路的若干路输入端一一对应地分别连接若干路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点，第二禁能电路的输出端连接于所述第一禁能电路的第二输入端，第二禁能电路用于在检测到任意一路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点电压大于预设的第二电压阈值时，禁能所述第一禁能电路；
其中，t1＜t2＜t3，t1为第二禁能电路检测到任意一路第一开关电路的第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第二端的共接点电压大于预设第二电压阈值的所花费的时间，t2为第一禁能电路检测到接入了备用电源的输出电压所花费的时间，t3为所述关断锁存电路检测到第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第二端的共接点电压大于预设第一电压阈值所花费的时间。3.根据权利要求2所述的具有双点失效保护功能的高边开关控制电路，其特征在于，所述关断锁存电路包括第一分压电路、第一RC滤波电路、开关管Q11、开关管Q12和开关管Q13；所述第一RC滤波电路的输入端与所述关断锁存电路的第一输入端连接，所述第一RC滤波电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接；第一分压电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳彩，阚予平，
申请(专利权)人：科博达技术股份有限公司，
类型：发明
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